Bài giảng môn Kỹ thuật điện tử chương 2: Hệ tổ hợp

BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ CHƯƠNG 2: HỆ TỔ HỢP 1Lê Thị Kim Loan - Khoa Điện - ĐH Công Nghiệp Tp.HCM Nội dung chính  Khái niệm (tự học)  Mạch cộng  Mạch chọn kênh / hợp kênh  Mạch phân kênh / giải mã  Mạch so sánh. 2 Lê Thị Kim Loan - Khoa Điện - ĐH Công Nghiệp Tp.HCM 2.1 KHÁI NiỆM  Đặc điểm cơ bản của mạch tổ hợp là tín hiệu ra tại mỗi thời điểm chỉ phụ thuộc vào các tín hiệu vào ở thời điểm đó.  Cho một hệ tổ hợp có n tín hiệu vào ( x1 x2 … xn ) và m tín hiệu ra ( y1 y2 … ym ) 3 Lê Thị Kim Loan - Khoa Điện - ĐH Công Nghiệp Tp.HCM  Một cách tổng quát, m hàm ra được viết như sau:  y1 = f1 (x1, x2 ,…,xn)  y2 = f2 (x1, x2 ,…,xn)  …….  ym = fm (x1, x2 ,…,xn)  Để thiết kế hệ tổ hợp, thông thường phải qua các bước sau:  Dựa trên mô tả về mạch ta lập bảng giá trị  Rút gọn hàm bằng phương pháp tối ưu nhất  Vẽ sơ đồ thực hiện mạch đã thiết kế 4 Lê Thị Kim Loan - Khoa Điện - ĐH Công Nghiệp Tp.HCM 2.2 MẠCH CỘNG  Mạch cộng bán phần HA (Half Adder): Cộng hai số hạng 1bit, kết quả là tổng và số nhớ A, B :tín hiệu vào ( 2 số hạng 1bit) S :tổng C: số nhớ  Lập bảng giá trị: 5 Lê Thị Kim Loan - Khoa Điện - ĐH Công Nghiệp Tp.HCM Dựa vào bảng giá trị ta thấy:  S= A B + A B = A B  C= AB  Sơ đồ thực hiện mạch HA: 6 Lê Thị Kim Loan - Khoa Điện - ĐH Công Nghiệp Tp.HCM  Mạch cộng toàn phần FA ( Full Adder):  Cộng hai số hạng 1 bit và số nhớ từ bit thấp đưa lên, kết quả là tổng và số nhớ  A,B : hai số hạng 1 bit  C-1 : số nhớ từ bit thấp đưa lên  S: tổng  C : số nhớ 7 Lê Thị Kim Loan - Khoa Điện - ĐH Công Nghiệp Tp.HCM  Lập bảng giá trị:  Rút gọn hàm:  S=A B C-1 + A B C-1 + A B C-1 + A B C-1  S= C-1 (A B + A B ) + C-1 (A B + A B )  S= C-1 (A B) + C-1 (A B)  S= A B C-1 8 Lê Thị Kim Loan - Khoa Điện - ĐH Công Nghiệp Tp.HCM  Để thực hiện việc cộng hai số nhiều bit phải dùng nhiều mạch cộng 1bit ghép lại với nhau  Các vi mạch chức năng thực hiện phép cộng số học:  7480 : cộng tòan phần 1bit  7482 : cộng tòan phần 2bit  7483, 74283 : cộng toàn phần 4bit 9 Lê Thị Kim Loan - Khoa Điện - ĐH Công Nghiệp Tp.HCM 2.3 MẠCH CHỌN KÊNH/HỢP KÊNH  Mạch chọn kênh/ hợp kênh còn được gọi là MUX  Các tín hiệu của mạch:  Mạch có 2n kênh tín hiệu vào (A)  n tín hiệu điều khiển (X)  1 tín hiệu ra (Y)  Ngoài ra mạch còn có thể có tín hiệu CS(chip select) hoặc EN(chip enable)  Họat động: ứng với mỗi giá trị cụ thể của tín hiệu điều khiển X, ngõ ra Y sẽ được nối với một ngõ vào xác định trong số 2n tín hiệu vào 10 Lê Thị Kim Loan - Khoa Điện - ĐH Công Nghiệp Tp.HCM  Các vi mạch chọn kênh:  74150: 16→1  74LS151: 8→1  74LS152: 8→1  74153: 4→1  74157: 2→1  74LS158: 2→1 11 Lê Thị Kim Loan - Khoa Điện - ĐH Công Nghiệp Tp.HCM  Ví dụ mạch chọn kênh 4→1: Mạch có 4 tín hiệu vào  1 tín hiệu ra  2 tín hiệu điều khiển ( do 4 = 22 ) 12 Lê Thị Kim Loan - Khoa Điện - ĐH Công Nghiệp Tp.HCM 2.4 MẠCH PHÂN KÊNH/GiẢI MÃ  Mạch phân kênh giải mã còn gọi là DMUX hoặc DECODER  Các tín hiệu của mạch: Mạch có 1 tín hiệu vào (A)  n tín hiệu điều khiển (X)  2n tín hiệu ra (Y)  Họat động: ứng với mỗi giá trị cụ thể của tín hiệu điều khiển X, kênh vào A sẽ nối với một ngõ ra xác định trong số 2n tín hiệu ra 13 Lê Thị Kim Loan - Khoa Điện - ĐH Công Nghiệp Tp.HCM  Các vi mạch giải mã:  74LS138: 3→8  74LS139: 2→4  74LS155: 2→4  74LS154: 4→16  Lưu ý đối với các vi mạch này là ngõ ra tích cực mức thấp, ngoài ra để mạch hoạt động thì các tín hiệu cho phép (enable) phải được tích cực 14 Lê Thị Kim Loan - Khoa Điện - ĐH Công Nghiệp Tp.HCM 15 Lê Thị Kim Loan - Khoa Điện - ĐH Công Nghiệp Tp.HCM 2.5 MẠCH SO SÁNH  Mạch so sánh dùng để so sánh hai số nhị phân n bit về mặt độ lớn  Mạch so sánh có 3 ngõ ra Ngõ ra thứ nhất chỉ thị A>B Ngõ ra thứ hai chỉ thị A=B Ngõ ra thứ ba chỉ thị A<B  Có hai loại mạch so sánh: Mạch so sánh 2 số 1bit Mạch so sánh 2 số nhiều bit 16 Lê Thị Kim Loan - Khoa Điện - ĐH Công Nghiệp Tp.HCM  Các vi mạch so sánh:  7485: so sánh 2 số 4 bit  74521; 74682; 74684; 74685: so sánh 2 số 8 bit 17 Lê Thị Kim Loan - Khoa Điện - ĐH Công Nghiệp Tp.HCM